[發明專利]一種有限時間修正函數投影同步及參數調制的控制方法

有效

• 申請號: 202110282681.5
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113541917B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 張宏立;張云;王聰;馬萍
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 新疆知產力專利代理事務所(特殊普通合伙) 65113
• 代理人: 馬金紅

1.一種有限時間修正函數投影同步及參數調制的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：選擇分數階激光Maxwell-Bloch混沌系統為模型，對其進行非線性動力學行為分析，確定系統不同狀態時參數對應區間；

步驟2：確定原始信息信號s(t)，使用參數調制技術，將原始信息信號調制到分數階激光Maxwell-Bloch混沌系統中的未知參數η₂中，選取變換函數，使調制之后的參數傳輸信號，得到新的系統，將此系統作驅動系統并計算該驅動系統的狀態信息量x₁、y₁、z₁；

步驟3：在接收端，構建具有未知參數估計值的分數階激光Maxwell-Bloch混沌系統作為響應系統，并計算響應系統的狀態信息量x₂、y₂、z₂；

步驟4：基于有限時間修正函數投影同步及參數調制控制設計理念，定義要同步的兩個系統的誤差信號為e₁、e₂、e₃、e_λ，并計算由驅動系統和響應系統得到同步系統的誤差動態方程；

步驟5：設計基于有限時間修正函數投影同步和參數調制的同步控制器u₁(t)、u₂(t)、u₃(t)，及對驅動系統中未知參數估計的自適應律

步驟6：驅動系統和響應系統實現有限時間修正函數投影及參數調制同步，并且辨識出驅動系統中的未知參數，在接收端通過對變換函數h(s(t))進行反函數變換，即可將原始信號解調出來，完成加密信號的傳輸；

其中，所述步驟1中的分數階激光Maxwell-Bloch混沌系統具體為：

其中，為Caputo算子；α為系統階次；E是緩變包絡電場強度；P是宏觀原子極化強度；Δ為反轉粒子數密度；k為場強；g為耦合常數；γ_⊥為極化強度的弛豫速率；γ_‖是粒子損失率；Δ₀為非相干激發源所產生的粒子數穩定值；

通過尺度變化將系統參量變換為：

則變換完的混沌系統模型為：

其中，并且η₁,η₂,η₃均為正參量；

其中，所述步驟2中的選取s(t)作為原始信息信號，將原始信號調制到分數階激光Maxwell-Bloch混沌系統中的未知參數η₂中，選擇調制變換函數為：

另設λ(t)＝h(s(t))為調制后的參數傳輸信號，可得驅動系統的狀態信息量x₁、y₁、z₁具體為：

其中，所述步驟3中的響應系統的狀態信息量x₂、y₂、z₂具體為：

其中是驅動系統中未知參量λ(t)的估計值，u₁(t)、u₂(t)、u₃(t)為同步控制器；

其中，所述步驟4中的定義的誤差信號具體為：

e₁＝x₂-a₁(t)x₁；

e₂＝y₂-a₂(t)y₁；

e₃＝z₂-a₃(t)z₁；

根據驅動系統和響應系統，計算得到同步系統的誤差動態方程具體為：

其中，a₁(t)、a₂(t)、a₃(t)為函數比例因子，其是連續有界的；為系統未知參數估計誤差；u_i(t),i＝1,2,3為系統同步控制器；

其中，所述基于有限時間修正函數投影同步和參數調制的同步控制器u₁(t)、u₂(t)、u₃(t)具體表示為：

其中，k₁＝k₂＝k₃為設計控制器的控制增益；時間因子β∈(0,1)；是驅動系統中未知參數λ(t)的參數估計值，其自適應律為：

2.根據權利要求1所述的一種有限時間修正函數投影同步及參數調制的控制方法，其特征在于，所述步驟6中的原始有用信號通過對變換函數進行反變換解調得到。